Door Benjamin Wilkosz
Deel 1, 23 december 2004

• Terminal Velocity, deel 2, 16 februari 2005
• Terminal Velocity, deel 3, 27 april 2005
• Terminal Velocity, deel 4, 1 maart 2006
• Terminal Velocity, deel 5, 28 april 2006
• Terminal Velocity, deel 6, 12 maart 2007
• Terminal Velocity, deel 7, 9 oktober 2007

Waarschuwing: alle verantwoordelijkheid wordt afgewezen! De inhoud van deze pagina heeft als enkel doel te informeren. Probeer geen experimenten na te doen die op deze pagina staan. De NAVRO en de auteur van dit artikel kunnen geen verantwoordelijkheid nemen voor lezers die gebruik maken van dit artikel. Het is in Nederland verboden bij wet om de hier beschreven stuwstof te bezitten als u niet in het bezit bent van een ontheffing op de "Wet Explosieven Civiel Gebruik" (WECG).

Zoals met mijn vorige raket, de Kerberos, functioneert de Terminal Velocity als een platform om de nieuwe Avalon007 raketmotor dynamisch te testen. Dus, in plaats van een raket bouwen en dan een motor kiezen om deze voort te stuwen, is deze raket om de motor heen gebouwd. Om de dynamische belasting te maximaliseren koos ik een constructie met minimale diameter voor deze raket.

De rompbuis van de raket is gemaakt van 3" phenol buis versterkt met drie lagen glasvezel van 160gr/m² en de 3mm dikke glasvezelvinnen zijn versterkt met twee lagen koolstofvezel van 200gr/m². Om radiostoring van de locatiezender te minimaliseren gebruik ik een conventionele polymeer ogive neuskegel.

Volgens de reglementen moet de Terminal Velocity een tweetraps parachuteersysteem hebben. De kleine loodsparachute wordt op het hoogste punt uitgeworpen door een R-DAS Compact boordcomputer met een Trax-Art timer als back-up. De tijd voor de back-uptimer is bepaald door de baanberekening. Na 30 seconden in de vlucht opent een tweede Trax-Art timer het compartiment van de hoofdparachute. Dit is een experimenteel systeem dat een dunne Dyneema kabel doorsmelt om de parachuteruimte te ontgrendelen. Op 200 meter hoogte maakt de R-DAS hopelijk het karwei af door de hoofdparachute uit te werpen. Alle drie de systemen zijn geïntegreerd in één ruimte, gemaakt van glasvezel platen, aluminium flenzen en stalen verbindingsmaterialen.
De neuskegel bevat een kleine 10mW locatiezender, een akoustisch baken en een LED systeem. De high intensity LED's knipperen alleen gedurende de nacht en functioneren zo als een "laatste hoop" systeem voor het geval de raket niet wordt gevonden bij daglicht.

De Avalon007 raketmotor heeft een diameter van 76mm en past dus exact in een 3" buis (76,2mm). De motorbuis en voorste afsluiting zijn gemaakt van een aluminiumlegering 6082-T6. De straalpijp is van roestvast staal. De motor gebruikt KNO₃/dextrose als brandstof.
De belangrijkste doelen bij constructie van deze motor zijn een hoge (specifieke) impuls (ong. 3000Ns), hoge veiligheid en gemak bij het hervullen. Om het makkelijk hervullen mogelijk te maken zijn de voorste afsluiting en straalpijp bevestigd met zekeringsringen (DIN472 D70) die tevens de mechanische belasting op de motorbuis verbeteren. Om de impuls op te voeren streefde ik naar een ideale stuwstof. Om een bijna ideale stuwstof te bereiken werd de KNO₃ gedehydrateerd en gemalen. De dextrose werd verwarmd, gesmolten en gedehydrateerd bij een temperatuur van 160°C. Daarna werd de KNO₃ gemixt met een elektrische mixer. Na een langdurige periode van mixen werd de gietpan gesloten en vacuüm getrokken gedurende 10 minuten. Gedurende deze vacuüm periode werd de viscositeit van de stuwstof verlaagd met een kleine vibrator. De stuwstof werd dan gegoten in phenolvoeringen. Deze buizen werden samengelijmd met hars. Twee lagen papier met hars en een derde laag aluminium tape dienen als extra warmte isolatie.

Eén van de grote verschillen tussen de Avalon005 (mijn vorige motor) en de Avalon007 is de gladde meerfasen straalpijp. Dit om de stromingsweerstand te verlagen en daarmee de thermische/mechanische belasting op het oppervlak van de straalpijp te verlagen en de efficiëntie van de straalpijp te verhogen. De straalpijp heeft een meerfasen convergentie. Verder is de oppervlakte ruwheid geminimaliseerd en de ideale gemiddelde expansieratio gemaakt.

De eerste test van de Avalon007A was op 't Harde. De test ging goed maar ik mikte op een kortere brandduur. Daarvoor heb ik 10% sucrose aan de eerste twee stuwstofblokken toegevoegd. Onverwacht spuwde de Avalon007A (bijna explosief) de 2,2kg stuwstof uit in 1,5 seconden, resulterend in meer dan 4000N stuwkracht en een beschadigde motorbuis. De tweede versie, de Avalon007B, gebruikte KNO₃/dextrose stuwstof, maar was een versie met zes stuwstofblokken met de kn verhoogd met 10% tot 220. Wegens slechte assemblage explodeerde de motor. De nieuwe Avalon007C is een motor met vijf stuwstofblokken en een kn van 210. Net als met de eerste motor is de stuwstof KNO₃/dextrose. Ontsteking gebeurt met een pyrogen en twee gecoate stuwstofblokken. Om het gewicht van het motorsysteem te verlagen is de voorste afsluiting gemaakt van aluminium in plaats van roestvrij staal. De roestvrij stalen voorste afsluiting overleefde de explosie niet. Ook de testbank overleefde de explosie niet. Daarom werd er een nieuwe hydraulische testbank gemaakt voor de Avalon007.

Nieuwe motortesten zullen plaatsvinden in januari 2005. Hopelijk zal de Terminal Velocity raket zijn eerste vlucht maken in april tijdens NLD21.

Benjamin Wilkosz

Volgend deel: Terminal Velocity, deel 2, 16 februari 2005